Amb quina norma compleix la placa d'acer A387Gr22CL1? Anàlisi de la composició química del nucli i propietats mecàniques

A387Gr22CL1és una placa d'acer d'aliatge de crom-molibdè segons la norma ASTM A387 amb un grau superior al Gr11, caracteritzada per elements d'aliatge significativament millorats. "Gr22" indica que el seu contingut de crom (Cr) augmenta fins a un 2,00%-2,50% aproximadament, mentre que el contingut de molibdè (Mo) es manté al voltant del 0,90%-1,10%. El contingut duplicat de crom aporta un salt qualitatiu, fent que la seva resistència a l'oxidació i a la corrosió, especialment la resistència acorrosió de sulfur d'hidrogen a alta{0}temperatura-molt superior al Gr11. L'augment substancial del contingut de molibdè millora considerablement la resistència a la temperatura alta-de l'acer, la resistència a la fluència i l'estabilitat microestructural. Per tant, Gr22CL1 està posicionat per fer front a entorns de mitjana-temperatura i alta-pressió més greus. El seu límit superior de temperatura de servei sol ser 25-50 graus superior al de Gr11, cosa que permet un funcionament estable-a llarg termini en el rang de temperatures de 454 graus a 566 graus . És un material clau per a la fabricació de recipients a pressió resistents.

L'avantatge principal de Gr22CL1 rau en la seva excel·lent resistència a la ruptura de fluència a alta -temperatura. La fluència es refereix a la lenta deformació plàstica dels materials sota temperatures i tensions altes contínues, que és una limitació important en el disseny d'equips d'alta-temperatura. El contingut més elevat de molibdè i els carburs d'aliatge més estables (com M7C3, M2C) formats per l'acció combinada del crom i el molibdè poden fixar eficaçment els límits del gra i dificultar el moviment de dislocació, millorant així significativament el límit de fluència del material i el límit de resistència a la ruptura. Això vol dir que amb la mateixa temperatura i pressió de disseny, l'ús de Gr22CL1 pot dissenyar equips més lleugers i prims en comparació amb materials de grau inferior-(com ara Gr11), aconseguint una reducció de pes i un estalvi de material. Alternativament, amb el mateix gruix de paret, l'equip Gr22CL1 pot suportar una pressió i una temperatura d'operació més elevades, complint els requisits de procés més avançats-per exemple, aplicacions en la liqüefacció de carbó i les unitats modernes d'hidrocraqueig.

Després del tractament tèrmic (normalment normalitzat + tremp), la placa d'acer Gr22CL1 obté una estructura de bainita temperada estable. Tanmateix, a diferència dels acers de baix-aliatge, els acers d'alt crom-molibdè (com l'acer 2,25Cr{-1Mo) tenen una característica que requereix una atenció especial:fragilitat del temperament. Es refereix al fenomen en què la resistència a l'impacte de l'acer disminueix significativament quan es serveix durant molt de temps en el rang de temperatura de 375 graus a 575 graus o es refreda lentament a través d'aquest rang. No és un problema de corrosió, sinó que és causat per la segregació d'elements d'impuresa (com fòsfor, estany, antimoni) als límits del gra.

Per tant, per al material Gr22CL1, a més de controlar estrictament el contingut d'elements d'impureses de l'acer (producció de plaques d'acer d'alta-puresa mitjançant tecnologies de refinament com ara la desgasificació al buit), elTractament tèrmic post-soldadura (PWHT)durant la fabricació ha de controlar estrictament la velocitat d'escalfament / refredament per evitar una estada prolongada en el rang de temperatura de fragilitat. Al mateix temps, la seva avaluació de la tenacitat s'ha de basar en plaques de prova sotmeses a un tractament tèrmic simulat de post-soldadura per garantir que el material encara tingui prou tenacitat en l'estat final després de la fabricació de l'equip.

A causa del seu rendiment integral, la placa d'acer Gr22CL1 s'ha convertit en un material "estàndard" per a molts equips moderns d'energia i processos químics d'alta gamma.

S'utilitza àmpliament en:

1. Gran-capacitat, alta-severitatreactors d'hidroprocessament: especialment els reactors d'hidrocraqueig de petroli pesat i d'hidrotractament de residus, que operen a una pressió més alta, manegen medis més pesats i tenen una corrosió més forta.

2. Equips químics bàsics de carbó: com ara reactors de liqüefacció de carbó, calderes de calor residual d'alta-pressió i convertidors de canvi d'unitats de gasificació de carbó d'alta-eficiència a gran-escala, que s'enfronten a alta temperatura, alta pressió, alta pressió parcial d'hidrogen i corrosió del gas de síntesi.

3. Recipients d'alta pressió-de gran-gruix: a causa de la major resistència de Gr22, quan es fabriquen recipients de paret ultra-gruixuda{-(com determinats equips en camps nuclears i químics), pot reduir eficaçment el gruix de la paret i resoldre les dificultats de la fosa, la forja i el tractament tèrmic causat pel gruix, la forja i el tractament tèrmic.

En aquests camps, el rendiment de Gr11 ja no pot complir els requisits i Gr22CL1 s'ha convertit en la base per garantir un funcionament segur, estable, a llarg termini, a plena càrrega- i eficient de l'equip.

Seleccionar Gr22CL1 significa acceptar reptes de processos de fabricació més complexos. La seva soldabilitat és més sensible que la del Gr11. S'han d'utilitzar materials de soldadura de grau superior-, com ara AWS A5.5 E9018-B3L ("B3" correspon a Gr22, "L" indica tenacitat a baixa temperatura).

La temperatura de preescalfament i el control de la temperatura entre passades han de ser més estrictes (normalment requereixen no menys de 200 graus).

L'enllaç més crític ésTractament tèrmic post-soldadura (PWHT), les especificacions de la qual són extremadament estrictes: la temperatura del tractament tèrmic ha de ser superior a la temperatura màxima de servei del material, normalment en el rang de 690 graus ± 14 graus; el temps de retenció s'ha de calcular amb precisió per assegurar un alleujament suficient de l'estrès sense provocar un suavització excessiva; les velocitats de calefacció i refrigeració s'han de controlar per evitar la zona de fragilitat del tremp i evitar la generació de noves tensions. Qualsevol desviació del procés pot provocar un rendiment conjunt no qualificat i fins i tot un fracàs precoç durant el servei.

Gr22CL1 és un grau clàssic que connecta el passat i el futur a la família d'acers al crom-molibdè. Amb el progrés tecnològic, per aconseguir una major eficiència, han sorgit tipus millorats (com ara Gr22Cl.2, Gr24) que afegeixen oligoelements com el vanadi (V) i el niobi (Nb) basats en Gr22, amb una millor resistència a les altes -temperaturas.

A més, per resoldre completament el problema de la fragilitat del tremp, s'ha desenvolupat Gr22 d'alta -puresa amb baix contingut d'impureses (com SA-542 tipus D). Gr22CL1 i aquests nous materials junts formen una seqüència tècnica.

A l'hora de seleccionar, cal una avaluació tècnica i econòmica completa: per a la majoria dels reactors tradicionals d'hidroprocessament a gran-escala, Gr22CL1-amb una tecnologia madura i una gran experiència d'aplicació-és encara una de les opcions més rendibles-. Per als equips amb temperatures ultra-elevades, una vida útil de disseny molt llarga o requisits de duresa extrema, es poden considerar models millorats més avançats. Comprendre els límits de rendiment de Gr22CL1 és un requisit previ per a la selecció de material científic i el disseny d'equips avançats.

Sol·licita un pressupost

Si voleu obtenir més informació sobre els productes de GNEE, podeu enviar un correu electrònic aalloy@gneesteelgroup.com. Estem més que encantats d'ajudar-vos.